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【盤點】關於衰老你不得不知道的研究

作者:佚名 來源:梅斯醫學 日期:2016-12-11
導讀

          衰老使人體機能逐漸退化,越來越接近死亡。全麵理解人體衰老並不容易,這一過程是相當複雜的。

關鍵字:  衰老 

        衰老使人體機能逐漸退化,越來越接近死亡。全麵理解人體衰老並不容易,這一過程是相當複雜的。

        【1】Nature:如山鐵證——衰老與RNA剪接的關係

        衰老是慢性疾病和各種毀滅性疾病的關鍵風險因素,但是,隨著時間的推移,人們對於細胞是從什麼時候開始以及如何走向衰亡的生物影響因素仍然存留著大片的空白。如今,由哈佛陳曾熙公共衛生學院組建的研究小組首次顯示出了細胞這一“機器”的核心組件——RNA剪接,它是剪切和拚接RNA分子的過程。而這一核心組件與細胞和人體的衰老有著重要關係。

        由於線蟲細胞的透明性,研究小組利用熒光基因工具將一個基因在整個衰老過程中的剪接都顯現出來。通過對線蟲群體和個體的觀察,發現了在群體中剪接隨著時間的延長而發生變異,而在個體中剪接能成為每個線蟲衰老的一種早期信號或者生物標誌物。

        然而,實驗並未在此止步,研究人員通過觀察延長生命的線蟲(通過限製飲食)發現,剪接模式在線蟲的整個生命過程中都維持在早期階段。更重要的是,這種現象並不受製於一種基因,而是影響著線蟲的整個基因組。這個發現表明了不論在線蟲還是人類的衰老過程中,剪接都扮演著一個非常重要的作用。

        為了深入的挖掘出剪接與衰老之間的分子上的聯係,研究人員瞄準了線蟲體內剪接裝置的一個特殊成分——剪接因子1(SFA-1),這個因子也存在人體中。通過一係列的實驗,研究人員證實了這個因子在衰老過程中扮演著一個重要的橋梁作用。尤其是當SFA-1表達量異常高的時候,它是能夠延長生命的。

        這是令人為之瘋狂的結果,這也表明了RNA剪接的變異性與衰老密切相關。這個發現為人類的研究開辟了一條嶄新的道路,或許在未來的某一天它將促使人類活得更久,活得更健康。(文章詳見--Nature:如山鐵證——衰老與RNA剪接的關係)

        【2】CELL METAB:這種物質可延緩衰老

        哥本哈根大學和美國NIH的研究人員發現,輔酶NAD+在衰老過程中起到了重要作用,添加這種物質可以延長小鼠和線蟲的壽命,延緩它們的衰老過程。 這項發表在Cell Metabolism雜誌上的研究,有望為阿爾茨海默症和帕金森症患者帶來福利。

        隨著人類壽命的延長,越來越多的人開始關心自己晚年的健康狀態和生活質量。人們普遍認為,DNA修複和線粒體功能對衰老過程有很大影響。DNA修複缺陷和線粒體功能低下也是衰老研究領域的兩個主要理論。現在,NAD+將這兩個衰老理論關聯起來。

        研究人員構建了毛細血管擴張性共濟失調(A-T)的小鼠和線蟲模型。A-T患者會表現出大腦區域退化、DNA修複缺乏和其他早衰症狀。“此前的研究顯示,NAD+水平降低會導致代謝錯誤、神經退行性變和衰老,但我們並不清楚其中的機製。我們的新研究表明,NAD+在維持線粒體健康和細胞修複能力中起到了重要作用,”Vilhelm Bohr教授說。

        研究人員還指出,DNA損傷會導致線粒體功能低下,促進AT中的神經退行性變。添加NAD+能阻止線粒體受到損傷。雖然他們目前隻測試了NAD+在模式生物中的作用,但他們認為該物質在人體內也能產生同樣的效果,因為所有生物的細胞修複機製是通用的。

        從古至今,人類從未停止過對長生不老的追求。“科學狂人”J. Craig Venter對此也很感興趣,他在2014年創立了人類長壽公司(Human Longevity Inc.)。6月14日Venter帶著人類長壽公司在Cell Metabolism雜誌上發表文章,探討了一個衰老基因組的動態。(文章詳見--CELL METAB:這種物質可延緩衰老)

        【3】Nat Med:亞精胺——又一抗衰老藥物?

        一篇研究報告稱,飲食中包含的一種普通化合物多胺亞精胺(polyamine spermidine)可延長小鼠壽命,並改善小鼠和大鼠的心血管健康狀況。相關成果近日在線發表於《自然—醫學》。

        亞精胺是各種動物體內合成的一種代謝物,也見於各種食品中,包括成熟奶酪、豆類和全穀類。過去,人們已經發現亞精胺可延長簡單生物體的壽命,如酵母、果蠅和線蟲。據悉,這種延長壽命的效果源於亞精胺能夠激活細胞自噬過程,從而實現細胞組分的降解和循環利用。

        法國抗癌聯盟的Guido Kroemer、奧地利格拉茨醫科大學的Simon Sedej和Frank Madeo及同事發現,持續在小鼠飲用水中添加亞精胺可延長它們的壽命,即使在小鼠已達中年時再開始也能產生效果。亞精胺改善了年齡較大的小鼠的心髒功能,表明心髒延緩衰老可以促進延長壽命。不過,自噬基因存在缺陷的小鼠並沒有從亞精胺攝入中受益,由此可見,亞精胺之所以具有保護心髒的效果,是因為它能夠激活自噬。通過降低血壓並改善心髒功能,亞精胺在大鼠體內也產生了保護心髒的效果。

        作者還測試了通過飲食攝入亞精胺是否對人類有益。通過以問卷形式調查了約800人(位於意大利布魯尼科)食用不同食物的頻率,結果顯示亞精胺攝入量較高與較低的人的心髒衰竭與其他心血管疾病風險(在男性身上尤為明顯)以及較低的血壓相關。(文章詳見--Nat Med:亞精胺——又一抗衰老藥物?)

        【4】Nature子刊:破解端粒酶的秘密,抗衰老藥物又見新曙光

        11月7日,匹茲堡大學的研究人員在《Nature Structural and Molecular Biology》雜誌上揭示了氧化應激導致端粒縮短的關鍵機製——破壞DNA的前體分子,還發現了抑製端粒酶的新方法,這對抗衰老、抗癌而言,具有重要的意義。科學家們認為,這項研究結果有助於開發新的抗衰老途徑和抗癌途徑。

        這項研究的目的是確定當被氧化應激損傷時,端粒會出現怎樣的情況?研究人員懷疑,氧化損傷會破壞端粒酶的功能。本研究的首席研究員Patricia Opresko教授說,“令我們驚訝的是,在氧化損傷的情況下,端粒酶也能延長端粒,事實上,這種破壞似乎還促進了端粒的延長。”

        研究小組下一步觀察了當構成端粒的“部件”受到氧化損傷,又會出現什麼情況?他們發現,端粒酶能夠在端粒末端添加受損的DNA前體分子,但無法添加額外的DNA分子。

        最後研究人員作出了以下結論:氧化應激加速端粒縮短的機製是通過破壞DNA的前體分子而不是端粒本身,還發現一種新的方法來抑製端粒酶的活性——氧化DNA的前體分子,這十分重要,因為它在治療癌症有很大潛力。

        目前,該研究團隊正采用一種新型的光敏劑來進一步探索氧化應激對端粒的影響,“使用這種令人興奮的新技術,我們能夠了解當端粒被損壞時該如何處理。”(文章詳見--Nature子刊:破解端粒酶的秘密,抗衰老藥物又見新曙光)

        【5】Cell Metab:西蘭花中富含的天然化合物可延緩衰老

        來自華盛頓大學醫學院的科學家發現,為健康小鼠補充一種名為NMN(煙酰胺單核苷酸)天然化合物可以減少一些典型的衰老症狀比如,體重增加,胰島素敏感性降低以及身體活動減少等等。這項研究發表於10月27日的Cell Metabolism雜誌上。

        來自華盛頓大學醫學院的科學家發現,為健康小鼠補充一種名為NMN(煙酰胺單核苷酸)天然化合物可以抵消這種產能損失,減少一些典型的衰老症狀比如,體重增加,胰島素敏感性降低以及身體活動減少等等。這項研究發表於10月27日的Cell Metabolism雜誌上。研究人員表示,他們已經可以減緩衰老小鼠的生理減退。並使衰老的小鼠代謝及能量水平與年輕小鼠相似。由於人類細胞同樣依賴於這種能量產生過程,研究人員希望這一發現可以為治療一些衰老相關疾病的提供新方法。

        研究人員發現,補充NMN對機體產生了諸多有益影響,包括骨骼肌、肝功能、骨密度、眼功能、胰島素敏感性、免疫功能、體重和體力活動水平。但是NMN的這些益處隻在年齡較大的小鼠中有明顯作用。對年輕小鼠沒有顯著作用,這可能是因為年輕的小鼠自身能夠產生足量的NMN。研究人員認為,伴隨著衰老的炎症增加可能削弱了機體產生NMN的能力,繼而引起NAD減少。

        研究人員還發現,在骨骼肌中,給予NMN可以通過改善線粒體功能提升幫助能量代謝。盡管補充NMN的小鼠消耗了更多的食物,但它們隨著年齡而增長的體重更少,這可能是因為它們的代謝水平提升為生理活動產生了更多能量。此外,補充NMN還可以改善小鼠視網膜的功能,增加淚液分泌,提升胰島素敏感性等。(文章詳見--Cell Metab:西蘭花中富含的天然化合物可延緩衰老)

        【6】Sci Rep:控製細胞衰老的基因被發現 人類長生不老有望實現

        近日,一項刊登在國際雜誌Scientific Reports上的研究報告中,來自神戶大學Biosignal研究中心和美國國家癌症研究所的研究人員通過聯合研究鑒別出了控製細胞衰老的基因,其或許可以永久阻斷細胞的生長,這項研究中研究者主要利用多種不同濃度的抗癌藥物來抑製肝癌細胞,從而誘導凋亡細胞死亡以及細胞衰老,同時研究者還比較了基因表達的水平;通過開發能夠抑製這些基因活性的藥物,或許就能夠幫助科學家們開發高效的抗癌藥物或者一些抗衰老的藥物。

        如果利用低濃度(10μM)的抗癌藥物依托泊甙處理癌細胞,則會誘導細胞衰老發生,如果利用高濃度(100μM)的藥物處理癌細胞則會引發細胞凋亡;這項研究中,研究者在三種不同的狀況下處理癌細胞:A)無依托泊甙;B)10μM劑量的依托泊甙;C)100 μM劑量的依托泊甙,隨後研究者利用DNA微陣列技術鑒別出了轉錄水平升高的基因。研究者預測到,對B療法產生反應且表達水平增加的基因主要和細胞衰老相關,而對C療法產生反應表達的基因則主要介導細胞凋亡,相比C療法而言,在B療法中表達增加的特殊基因或許在實現細胞衰老的過程中發揮著重要作用。

        相比A療法而言,在B療法下有126個基因的表達水平會增加三倍;而相比C療法而言,在B療法中有25個基因的表達水平會增加兩倍,這25個基因能夠在衰老細胞中進行特殊表達,同時研究者們也證實誘發細胞衰老的基因就位於其中。如果研究者能夠開發出一種藥物靶向作用並且調節控製細胞衰老的基因的活性,那麼或許研究者就能夠將這種藥物同常規的抗癌療法結合來限製衰老細胞的出現並且增加癌症療法的有效性;此外,有報道指出,引發個體老化的原因就是衰老細胞的積累,這就意味著,控製細胞衰老的藥物或為開發和健康相關的抗衰老產品會提供更多的研究基礎和思路。(文章詳見--Sci Rep:控製細胞衰老的基因被發現 人類長生不老有望實現)

        【7】PNAS:轉座子影響衰老又出新成果,節食或可延長壽命

        轉座子是基因組中一段可移動的DNA序列,它可以通過切割、重新整合等一係列過程從基因組的一個位置“跳躍”到另一個位置,在異染色質中含量豐富。近日,來自布朗大學的研究提出衰老過程的轉座子理論。科學家認為,轉座子是一個“無賴”的DNA元件,以至於它可以打破衰老細胞防守,在基因組其他地方插入自身DNA,造成細胞功能紊亂,影響壽命。這項研究發表在近日的PNAS雜誌上。

        此前研究表明,隨著細胞衰老,致密的異染色質結構變得越來越鬆散,失去了對轉座子的束縛能力。轉座子因此脫離它們在染色體上的位置,移動到其他染色體上,從而幹擾正常細胞功能。同時,科學家也證明一些幹預措施,比如限製熱量或者調控某種基因,可以明顯延長實驗動物的壽命。在這項研究中,實驗人員進行了幾個實驗考察了轉座子表達增強異染色質位點和衰老以及壽命的關聯。

        轉座子在衰老細胞中表達增加,可以通過限製飲食緩解。(文章詳見--PNAS:轉座子影響衰老又出新成果,節食或可延長壽命)

        【8】Oncotarget:六種植物提取物具有強大抗衰老作用

        最近在國際著名期刊Oncotarget雜誌上發表一項新研究中,來自加拿大康考迪亞大學和Idunn Technologies Inc的研究人員,揭示了一個重要的因素:含有六組抗衰老分子的植物提取物。

        在這項研究中,研究小組對Idunn Technologies Inc廣泛的生物庫進行了搜尋,進行了10000多項試驗,來篩選能延長酵母時序壽命的植物提取物。

        本文共同作者、Idunn Technologies首席執行官Éric Simard解釋說,這六種延緩衰老的植物提取物中的每一種,都可以靶定一種不同的抗衰老或促衰老信號通路。

        特別值得注意的是,這項研究將六種植物提取物的以下特征,作為減緩慢性疾病的症狀和衰老疾病的潛在工具:

        •在酵母中,它們模仿熱量限製飲食的延緩衰老作用

        •它們可通過激發一種輕度的應激反應而減緩衰老

        •它們可比任何長壽化合物更有效地延長酵母壽命

        •它們通過參與年齡有關疾病的信號通路,延緩衰老

        •它們當中的一種,是通過先前未知的通路來延緩衰老

        •除了酵母以外,它們還能延長其他生物的壽命,並延緩與年齡有關的疾病發病

        Simard說:“這項研究是科學向前邁近的重要一步,因為這些信號通路可能最終延遲人類衰老相關慢性疾病的發生發展,”關於這個話題他剛剛發表了一本新書。“這些疾病包括關節炎、糖尿病、心髒病、腎髒病、肝功能障礙、中風、神經退行性疾病(如帕金森、阿爾茨海默氏症和亨廷頓氏病),以及許多形式的癌症。”(文章詳見--Oncotarget:六種植物提取物具有強大抗衰老作用)

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